Большинству людей известны термины «кислый» или «щелочной» из обычных бытовых веществ, но функция индикаторов pH гораздо более продвинутая. Один такой индикатор, фенолфталеин, обычно бесцветен, но варьируется от розового до пурпурного при воздействии щелочных растворов.

Что такое фенолфталеин?

В 1871 году известный немецкий химик Адольф фон Байер открыл фенолфталеин, слабокислое соединение с химической формулой C20H14O4. Это соединение в основном служит индикатором рН, позволяя химикам легко проверить, является ли вещество кислотой или основанием. В прошлом медицинские работники также использовали фенолфталеин в качестве слабительного, но его резкие побочные эффекты и потенциал в качестве канцерогена (канцерогенного агента) побудили Управление по контролю за продуктами и лекарствами запретить его для этого использования в 1999 году.

Фенолфталеин и шкала рН

Шкала рН колеблется от 0 до 14, при этом кислотные вещества регистрируют менее 7 по шкале, а щелочные вещества регистрируют более 7 по шкале. Значение 7 указывает на нейтральный pH, такой как чистая вода. В обычной практике химики используют лакмусовую бумагу для измерения pH соединения; бумага становится красной при погружении в кислоты и синей при погружении в основания.

Фенолфталеин работает несколько иначе, поскольку он естественно бесцветен, но становится розовым в щелочных растворах. Соединения остаются бесцветными во всем диапазоне кислотных уровней рН, но начинают розоветь при уровне рН 8,2 и становятся ярко-фиолетовыми в более сильных щелочах.

Как фенолфталеин меняет цвет

Изменение цвета этого соединения происходит через процесс, называемый ионизацией. Ионизация происходит, когда молекула приобретает или теряет электроны, давая молекуле отрицательный или положительный электрический заряд. Ионизированные молекулы притягивают другие молекулы с противоположным зарядом и отталкивают те, которые имеют такой же заряд. С фенолфталеином это также влияет на форму молекулы.

Сочетание формы и электрического заряда определяет, как молекула реагирует на свет. Обычно фенолфталеин прозрачен, потому что через него проходят все цвета света. При воздействии щелочных растворов он начинает блокировать синие цвета спектра, который превращается в светло-розоватый. Чем сильнее щелочной раствор, тем больше изменяется молекула фенолфталеина и тем темнее будет розовый оттенок.